JP5505230B2 - Optical semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、光半導体素子に関する。 The present invention relates to an optical semiconductor element.
近年、半導体レーザとマッハツェンダ(Mach−Zehnder)干渉計型光変調器(以下、単にMZ光変調器ともいう)とを組み合わせた光送信器が開発されている。この種の光送信機は、例えば、波長多重伝送システムで使用される。また、光送信機として、小型なものが求められている。 In recent years, an optical transmitter in which a semiconductor laser and a Mach-Zehnder interferometer type optical modulator (hereinafter also simply referred to as an MZ optical modulator) are combined has been developed. This type of optical transmitter is used, for example, in a wavelength division multiplexing transmission system. Further, there is a demand for a small optical transmitter.
MZ光変調器としては、例えば、非線形光学結晶であるニオブ酸リチウム(LiNbO3:LN)の電気光学効果を利用したMZ光変調器(以下、単にLN−MZ光変調器ともいう)がある。LN−MZ光変調器は、動作波長帯域が広く、チャープ制御が可能である。そして、半導体レーザとLN−MZ光変調器とを、レンズ及びアイソレータ等の光学部品と共に組み合わせて同一モジュール内に集積し、光送信機を小型にすることが提案されている。 As the MZ light modulator, for example, there is an MZ light modulator (hereinafter, also simply referred to as an LN-MZ light modulator) using an electro-optic effect of lithium niobate (LiNbO 3 : LN) which is a nonlinear optical crystal. The LN-MZ optical modulator has a wide operating wavelength band and can be chirped. Then, it has been proposed to combine a semiconductor laser and an LN-MZ optical modulator together with optical components such as a lens and an isolator and integrate them in the same module to reduce the size of the optical transmitter.
しかし、LN−MZ光変調器自体の寸法が大きいこと、またレンズ及びアイソレータ等の複数の光学部品を組み合わせることでは、光送信機の寸法を小型にすることには限界がある。 However, the size of the optical transmitter is limited by the large size of the LN-MZ optical modulator itself and the combination of a plurality of optical components such as a lens and an isolator.
また、石英系の材料により形成された平面光導波路回路(Planer Lightwave Circuit:PLC)素子を用いて、半導体レーザ及びLN−MZ光変調器をハイブリッド集積することにより、光送信機の寸法を更に小型にすることが提案されている。 In addition, by using a planar lightwave circuit (PLC) element formed of a quartz-based material, a semiconductor laser and an LN-MZ optical modulator are integrated in a hybrid manner, thereby further reducing the size of the optical transmitter. It has been proposed to
しかし、このような光送信機は、形成部品同士を光学的に結合することが容易ではないので、製造することが難しい。 However, such an optical transmitter is difficult to manufacture because it is not easy to optically couple the formed parts.
また、半導体レーザが形成される同一基板に、基板と同程度の格子定数を有する半導体を用いた半導体マッハツェンダ干渉計型光変調器(以下、半導体MZ光変調器ともいう)を形成した光半導体素子が提案されている。この場合、半導体レーザと、半導体MZ光変調器と、これらを接続する光導波路とが、直線状に同一基板に配置される。この光半導体素子では、半導体レーザ及び半導体MZ光変調器が、同一基板にインラインに製造することができる。 An optical semiconductor element in which a semiconductor Mach-Zehnder interferometer type optical modulator (hereinafter also referred to as a semiconductor MZ optical modulator) using a semiconductor having a lattice constant comparable to that of the substrate is formed on the same substrate on which the semiconductor laser is formed. Has been proposed. In this case, the semiconductor laser, the semiconductor MZ optical modulator, and the optical waveguide connecting them are linearly arranged on the same substrate. In this optical semiconductor device, the semiconductor laser and the semiconductor MZ optical modulator can be manufactured in-line on the same substrate.
また、半導体MZ光変調器では、特に量子井戸構造に電界を印加して屈折率を変化させる量子閉じ込めシュタルク効果(Quantum Confined Stark Effect :QCSE)を用いた半導体MZ光変調器では、LN−MZ光変調器と比べて、屈折率の変化量が大きい。そのため、半導体MZ光変調器は、光半導体素子の寸法及び駆動電圧を低減することが期待される。 In the semiconductor MZ optical modulator, in particular, in a semiconductor MZ optical modulator using a quantum confined stark effect (QCSE) that changes the refractive index by applying an electric field to the quantum well structure, LN-MZ light is used. Compared with the modulator, the amount of change in the refractive index is large. Therefore, the semiconductor MZ optical modulator is expected to reduce the size and driving voltage of the optical semiconductor element.
半導体レーザが、ファブリペロー型レーザ又は分布帰還型(Distributed FeedBack:DFB)レーザの場合には、レーザの素子長は数100μm程度となる。一方、出力する光の波長が可変である半導体レーザの場合、特に波長可変帯域が広い波長可変型半導体レーザの場合には、レーザの素子長が数mmとなることもある。 When the semiconductor laser is a Fabry-Perot laser or a distributed feedback (DFB) laser, the element length of the laser is about several hundred μm. On the other hand, in the case of a semiconductor laser in which the wavelength of the output light is variable, particularly in the case of a wavelength variable semiconductor laser having a wide wavelength variable band, the element length of the laser may be several mm.
また、光結合器、及び光導波路、及び位相変調部等のその他の要素を合わせた長さが数mm程度になるので、半導体レーザと半導体MZ光変調器とを直線状に配置することは、光半導体素子の長手方向の寸法を大きくする。また、上述した光分岐器は、MZ光変調器において入力光を2つの光導波路に分岐する形成要素であるが、製造工程の変動等によって、光分岐器は光分岐特性のばらつきを有しており、入力光が2つの光導波路に分岐される光分岐比が等分岐からずれる場合がある。 In addition, since the combined length of the optical coupler, the optical waveguide, and other elements such as the phase modulation unit is about several millimeters, the semiconductor laser and the semiconductor MZ optical modulator are arranged linearly, The longitudinal dimension of the optical semiconductor element is increased. The optical branching device described above is a forming element for branching input light into two optical waveguides in the MZ optical modulator. However, the optical branching device has variations in optical branching characteristics due to variations in manufacturing processes. Therefore, the optical branching ratio at which the input light is branched into the two optical waveguides may deviate from equal branching.
更に、光半導体素子の長手方向の寸法が大きいことは、一枚の基板から製造され得る素子の個数を低減すると共に、素子の縦横比(アスペクト比)を大きくすることは、素子の製造における歩留りを低下させる原因ともなり得る。 Furthermore, the large size of the optical semiconductor element in the longitudinal direction reduces the number of elements that can be manufactured from a single substrate, and the increase in the aspect ratio (aspect ratio) of the element means that the yield in the manufacture of the element. It can also be a cause of lowering.
そこで、半導体レーザ及び半導体MZ光変調器を備えた光半導体素子の寸法を低減することが期待されている。 Therefore, it is expected to reduce the size of the optical semiconductor element provided with the semiconductor laser and the semiconductor MZ optical modulator.
本明細書は、寸法の低減された光半導体素子を提供することを目的とする。 The present specification aims to provide an optical semiconductor device with reduced dimensions.
上記課題を解決するために、本明細書で開示する光半導体素子の一形態によれば、基板に形成され、対向する端部それぞれから光を出力する半導体レーザと、基板に形成され、半導体レーザの一方の端部からの出力光が入力される第1光導波路を有する第1位相変調部と、基板に形成され、半導体レーザの他方の端部からの出力光が入力される第2光導波路を有する第2位相変調部と、基板に形成され、第1光導波路及び第2光導波路からの出力光を結合して出力する光結合器と、を備える。 In order to solve the above problems, according to one embodiment of an optical semiconductor element disclosed in this specification, a semiconductor laser that is formed on a substrate and outputs light from each of opposing ends, and a semiconductor laser that is formed on the substrate A first phase modulation unit having a first optical waveguide to which output light from one end of the semiconductor laser is input, and a second optical waveguide formed on the substrate and to which output light from the other end of the semiconductor laser is input And a second phase modulator having an optical coupler and an optical coupler that is formed on the substrate and that combines and outputs the output light from the first optical waveguide and the second optical waveguide.
上述した本明細書で開示する光半導体素子の一形態によれば、寸法が低減される。 According to one embodiment of the optical semiconductor element disclosed in the present specification described above, the size is reduced.
本発明の目的及び効果は、特に請求項において指摘される構成要素及び組み合わせを用いることによって認識され且つ得られるだろう。 The objects and advantages of the invention will be realized and obtained by means of the elements and combinations particularly pointed out in the appended claims.
前述の一般的な説明及び後述の詳細な説明の両方は、例示的及び説明的なものであり、クレームされている本発明を制限するものではない。 Both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not restrictive of the invention as claimed.
以下、本明細書で開示する光半導体素子の好ましい第1実施形態を、図面を参照して説明する。但し、本発明の技術範囲はそれらの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。 Hereinafter, a preferred first embodiment of an optical semiconductor device disclosed in this specification will be described with reference to the drawings. However, it should be noted that the technical scope of the present invention is not limited to these embodiments, but extends to the invention described in the claims and equivalents thereof.
図1は、本明細書に開示する光半導体素子の第1実施形態を示す図である。図2は、図1のA−A線拡大断面図である。図3は、図1のB−B線拡大断面図である。 FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of an optical semiconductor device disclosed in this specification. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 3 is an enlarged sectional view taken along line BB in FIG.
本実施形態の光半導体素子10は、半導体の基板30に形成され、長手方向の対向する端部それぞれから光を出力する半導体レーザ11を備える。また、光半導体素子10は、半導体レーザ11の長手方向における一方の端部からの出力光が入力される第1光導波路12aを有する第1位相変調部12を備える。また、光半導体素子10は、半導体レーザの長手方向における他方の端部からの出力光が入力される第2光導波路13aを有する第2位相変調部13を備える。第1位相変調部12及び第2位相変調部13は、半導体レーザ11と共に基板30に形成される。
The
また、光半導体素子10は、基板30に形成され、第1光導波路12a及び第2光導波路13aからの出力光を結合して出力する光結合器15を備える。
In addition, the
第1位相変調部12は、第1光導波路12aと共に、第1光導波路12aに変調電界を印加して光導波路の屈折率を変化させる第1位相変調電極12bを有する。第1光導波路12aは、直線状の縦長に形成される。第1位相変調電極12bは、縦長であり、第1光導波路12aの長手方向を全体に覆っている。図1に示すように、第1位相変調部12は、縦長であり、その長手方向は、第1光導波路12a及び第1位相変調電極12bの長手方向と一致する。第1光導波路12aを伝搬する光は、光導波路の屈折率の大きさに対応して位相が変化する。第1位相変調電極12bは、図3に示すように、第1光導波路12aの上方に配置される。
The first
第2位相変調部13は、第2光導波路13aと共に、第2光導波路13aに変調電界を印加する第2位相変調電極13bを有する。第2位相変調部13の構造は、上述した第1位相変調部12と同様である。
The second
第1位相変調部12及び第2位相変調部13の長手方向は、光半導体素子10の長手方向と一致する。
The longitudinal directions of the first
第1位相変調部12と第2位相変調部13とは、幅方向に離間して並列に配置されている。ここで、幅方向は、第1光導波路12a及び第2光導波路13aの長手方向と直交する方向である。また、光半導体素子10では、第1光導波路12a及び第2光導波路13aは、同じ長さを有している。
The first
次に、半導体レーザ11について、更に説明する。
Next, the
半導体レーザ11は、図1及び図2に示すように、レーザメサ部11aと、レーザメサ部11aに駆動電流を注入するレーザ駆動電極11bとを有する。図1に示すように、レーザ駆動電極11bは、縦長であり、レーザメサ部11aの長手方向を全体に覆っている。図2に示すように、レーザ駆動電極11bは、レーザメサ部11aの上方に配置される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
半導体レーザ11は、第1位相変調部12及び第2位相変調部13の長手方向の一方の端部側に配置される。第1位相変調部12及び第2位相変調部13は、長手方向を一致させて並列に配置される。また、半導体レーザ11は、第1位相変調部12及び第2位相変調部13の間に配置されており、半導体レーザ11の長手方向は、第1位相変調部12及び第2位相変調部13の長手方向と交差する。具体的には、半導体レーザ11の長手方向と、第1位相変調部12及び第2位相変調部13の長手方向とは、直交する関係にある。
The
半導体レーザ11の長手方向の端部と第1位相変調部12又は第2位相変調部13とが離間する距離は、レーザ駆動電極11bと第1位相変調電極12b又は第2位相変調電極13bとの間にクロストークが発生しない程度とすることが好ましい。例えば、半導体レーザ11と第1位相変調部12又は第2位相変調部13との間の距離は、100〜200μmとすることができる。
The distance between the end of the
半導体レーザ11は、シングルモードレーザであることが好ましい。また、半導体レーザ11は、波長可変型レーザであっても良い。具体的には、半導体レーザ11は、分布帰還(Distributed FeedBack:DFB)型レーザ、分布ブラッグ反射(Distributed Bragg Reflector:DBR)型レーザ、超周期構造回折格子(Super Structure Grating:SSG)型DBRレーザ、又はCSG−DR(Chirped Sampled Grating Distributed Reflector)型レーザであっても良い。
The
本実施形態では、半導体レーザ11がDFB型レーザである場合を例として以下の説明を行う。
In the present embodiment, the following description is given by taking the case where the
次に、半導体レーザ11の断面構造を、図面を参照して、以下に説明する。
Next, the cross-sectional structure of the
図2に示すように、半導体レーザ11は、基板30上に形成されたレーザメサ部11aと、その上に形成されたレーザ駆動電極11bとを有する。
As shown in FIG. 2, the
レーザメサ部11aは、基板30上に配置された下クラッド層31と、下クラッド層31上に配置された回折格子層32と、回折格子層32上に配置されたスペーサ層33と、スペーサ層33上に配置された半導体レーザのコア層34と、を有する。レーザメサ部11aの回折格子層32には、光伝搬方向に周期性を有する回折格子が形成される。また、レーザメサ部11aにおける回折格子層32の長手方向の中央部には、λ/4位相シフトが形成されている。λ/4位相シフトを回折格子層に有するDFB型レーザは、長手方向の両端部から出力される光強度を等しくすることができる。また、レーザメサ部11aは、半導体レーザのコア層34上に配置された第1上クラッド層36と、第1上クラッド層36上に配置された第3上クラッド層38と、第3上クラッド層38上に配置された第1コンタクト層39と、を有する。また、下クラッド層31の下に位置する基板30の部分も、レーザメサ部11aの一部分を形成する。
The
レーザ駆動電極11bは、第1電極40及び第2電極41を有する。レーザ駆動電極11bは、第1電極40及び第2電極41を介して、レーザメサ部11aと電気的に接続する。
The
レーザメサ部11aは、第1埋め込み層42により埋め込まれている。第1埋め込み層42上には、第1パッシベーション層43が配置され、第1パッシベーション層43上には第2埋め込み層44が配置され、第2埋め込み層44上には第2パッシベーション層45が配置される。レーザ駆動電極11bの下側は、第2埋め込み層44により埋め込まれている。
The
レーザメサ部11aは、レーザ駆動電極11bから電流の注入を受けて、レーザ光を発振するのと共に発熱して熱膨張する。また、第1埋め込み層42も、レーザメサ部11aに加熱されて熱膨張する。そこで、レーザメサ部11aと第1埋め込み層42とは、熱膨張係数に差がないことが、レーザメサ部11a又は第1埋め込み層42に熱応力が発生することを防止する上で好ましい。レーザメサ部11a又は第1埋め込み層42に熱応力が発生すると、亀裂等の発生により、半導体レーザ11の寿命が短縮するおそれがある。
The
例えば、第1埋め込み層42と、半導体レーザのコア層34の熱膨張係数の違いは±数%以内であることが、上述した観点から好ましい。第1埋め込み層42の形成材料としては、基板と同様の半導体を用いて形成されることが好ましい。また、第1埋め込み層42は、コア層34への電流の注入効率を高めるために半絶縁性の導電性を有することが好ましい。
For example, the difference between the thermal expansion coefficients of the first buried
図1には、第1埋め込み層42が形成される領域が、第1埋め込み領域B1として示されている。第1埋め込み領域B1では、半導体レーザ11が第1埋め込み層42により埋め込まれている。また、第1埋め込み領域B1には、後述する第1曲がり光導波路17a及び第2曲がり光導波路17bの入力側の部分が第1埋め込み層42により埋め込まれている。
In FIG. 1, a region where the first buried
次に、第1位相変調部12の断面構造を、図面を参照して、以下に説明する。
Next, the cross-sectional structure of the first
図3に示すように、第1位相変調部12の第1光導波路12aは、メサ構造を有する。
As shown in FIG. 3, the first
第1光導波路12aは、下記の点を除いて、半導体レーザ11のレーザメサ部11aと同様の構造を有する。第1光導波路12aでは、回折格子層32には回折格子が形成されない。また、スペーサ層33上には、光導波路のコア層35が配置され、光導波路のコア層35上には第2上クラッド層37が配置される。また、第1光導波路12aの両側面は、第1パッシベーション層43により覆われている。この第1パッシベーション層43は、第1光導波路12aの両側の基板30上も覆っている。第1光導波路12a上には、第1位相変調電極12bが配置される。第1位相変調電極12bの下側の部分は、第2埋め込み層44により埋め込まれている。
The first
第1光導波路12aは、第1光導波路12aのコア層35よりも屈折率が小さい第2埋め込み層44により埋め込まれている。第1光導波路12aを伝播する光の閉じ込めの観点から、第2埋め込み層44の屈折率と、第1光導波路のコア層35の屈折率との差は大きい方が好ましい。
The first
第2埋め込み層44の形成材料としては、例えば、低誘電率を有する樹脂又は空気を用いることができる。
As a material for forming the second embedded
第2位相変調部13は、第1位相変調部12と同様の断面構造を有しており、上述した説明は、第2位相変調部13に対しても適宜適用される。
The second
図1には、第2埋め込み層44によって光導波路等のメサ構造が埋め込まれる領域が、第2埋め込み領域B2として示されている。第2埋め込み領域B2には、第1光導波路12aと、第2光導波路13aと、光結合器15とが、第2埋め込み層44により埋め込まれている。また、第2埋め込み領域B2では、後述する説明する第1曲がり光導波路17a及び第2曲がり光導波路17bの出力側の部分が第2埋め込み層44により埋め込まれている。
In FIG. 1, a region where a mesa structure such as an optical waveguide is embedded by the second embedded
また、基板30の裏側には、レーザ駆動電極11b及び第1及び第2位相変調電極12b、13bに対応して、図示しない下部電極が配置される。
Further, on the back side of the
次に、半導体レーザ11の一方の端部からの出力光を入力し湾曲させて第1光導波路12aに光を伝搬する第1曲がり光導波路17aについて、図面を参照して、以下に説明する。
Next, the first bent
図1に示すように、光半導体素子10は、基板30に形成された第1曲がり光導波路17aを備える。第1曲がり光導波路17aは、半導体レーザ11の出力光を入力し、伝搬方向を90度曲げて光を伝搬する。このように、光半導体素子10は、第1曲がり光導波路17aを用いて、直交する方向に配置された半導体レーザ11から第1光導波路12aに光を伝搬する。
As shown in FIG. 1, the
次に、第1曲がり光導波路17aと半導体レーザ11との接合部分の断面構造を、図面を参照して、以下に説明する。
Next, a cross-sectional structure of a joint portion between the first bent
図4は、図1のC−C’線拡大断面図である。図4は、第1曲がり光導波路17aと半導体レーザ11との接合部分における長手方向の断面構造を示す。
FIG. 4 is an enlarged sectional view taken along line C-C ′ of FIG. 1. FIG. 4 shows a cross-sectional structure in the longitudinal direction at the junction between the first bent
図4に示すように、第1曲がり光導波路17aは、下記の点を除いて、上述した第1光導波路12aと同様の構造を有する。第1曲がり光導波路17aでは、第1位相変調電極12bが配置されない。また、第1コンタクト層39は、第1パッシベーション層43により覆われる。
As shown in FIG. 4, the first bent
第1曲がり光導波路17aと半導体レーザ11との接合部分では、光導波路のコア層35と半導体レーザのコア層34との接合界面S1が形成される。接合界面S1は、いわゆるバットジョイント界面である。また、接合界面S1の位置には、半導体レーザのコア層34上に配置される第1上クラッド層36と、光導波路のコア層35上に配置される第2上クラッド層37との接合界面も形成される。
At the junction between the first bent
直線状の半導体レーザのコア層34の端面である接合界面S1から、光導波路のコア層35が第1光導波路12aに向かって円弧上に延びる。
The
第1曲がり光導波路17aの曲率半径は、上述した半導体レーザ11と第1位相変調部12との好ましい離間距離を確保するように決定され得る。また、第1曲がり光導波路17aの曲率半径の下限値は、製造工程上の制約を受ける場合もある。このような観点から、第1曲がり光導波路17aの曲率半径を、例えば100μmとすることができる。
The radius of curvature of the first bent
また、図1に示すように、第1曲がり光導波路17aの入力側の部分は、レーザメサ部11aと同様に、第1埋め込み領域B1に含まれる。
Further, as shown in FIG. 1, the input-side portion of the first bent
一方、図1に示すように、第1光導波路12aに接続する第1曲がり光導波路17aの出力側の部分は、第2埋め込み領域B2に含まれており、第1曲がり光導波路17aの途中の位置に、第1埋め込み層42と第2埋め込み層44との接合界面S2が形成される。
On the other hand, as shown in FIG. 1, the output side portion of the first bent
次に、第1埋め込み層42と第2埋め込み層44との接合界面S2の位置について、図面を参照して、以下に説明する。
Next, the position of the bonding interface S2 between the first buried
図5(A)は、図1の要部の拡大図である。図5(B)は、第1埋め込み層42に埋め込まれているコア層35を伝搬する光の強度分布を示す。図5(C)は、第2埋め込み層44に埋め込まれているコア層35を伝搬する光の強度分布を示す。
FIG. 5A is an enlarged view of a main part of FIG. FIG. 5B shows the intensity distribution of light propagating through the
図5(A)には、レーザメサ部11aの接合界面S1から、円弧上に延びる第1曲がり光導波路17aの部分が示されている。また、図5(A)には、第1曲がり光導波路17aの途中の位置Pに形成される接合界面S2が一点鎖線で示されている。また、図5(A)には、円弧状の第1曲がり光導波路17aの位置Pにおける接線L1が示されている。また、図5(A)には、接合界面S1から出力される光の直進方向が、直線L2で示されている。
FIG. 5A shows a portion of the first bent
接合界面S2が形成される第1曲がり光導波路17aの途中の位置Pは、接線L1と直線L2とのなす角度αにより決定される。また、角度αは、第1曲がり光導波路17aの曲率中心Oを中心として、接合界面S1の位置と位置Pとが形成する円弧の中心角でもある。
The position P in the middle of the first bent
図5(B)に示すように、第1埋め込み層42に埋め込まれた第1曲がり光導波路17aの部分では、第1曲がり光導波路17aのメサ部17aaのコア層35を伝搬する光の強度分布は、コア層35の幅を超えて広がっている。一方、図5(C)に示すように、第2埋め込み層44に埋め込まれた第1曲がり光導波路17aの部分では、コア層35を伝搬する光の強度分布は、コア層35の幅内にほぼ閉じ込められている。
As shown in FIG. 5B, in the portion of the first bent
図5(B)に示すような強度分布を有する光が接合界面S2を通過すると、光が、等価屈折率が異なる接合界面S2で反射して、半導体レーザ11の方へ第1曲がり光導波路17a内を戻る光が生じる。
When light having an intensity distribution as shown in FIG. 5 (B) passes through the junction interface S2, the light is reflected by the junction interface S2 having a different equivalent refractive index, and the first bent
そこで、光半導体素子10では、第1曲がり光導波路17aの途中の位置に、第1埋め込み層42と第2埋め込み層44との接合界面S2を形成して、反射により半導体レーザ11の方へ第1曲がり光導波路17a内を戻る光の量を低減している。
Therefore, in the
反射により半導体レーザ11の方へ第1曲がり光導波路17a内を戻る光の量は、接合界面の位置Pを定める角度αの値が大きい程低減する。
The amount of light that returns to the
一方、角度αは、製造工程の制約から上限が定められる場合がある。例えば、角度αが大きくなると、第1埋め込み層42が第1曲がり光導波路17aのメサ構造の上に盛り上がるように成長する場合がある。このような場合には、角度αは、第1埋め込み層42が異常成長しない範囲内の大きさにすることが好ましい。
On the other hand, the upper limit of the angle α may be determined due to restrictions on the manufacturing process. For example, when the angle α increases, the first buried
そこで、本実施形態では、角度αとして、第1曲がり光導波路17aのメサ構造を埋め込む際に第1埋め込み層42が異常成長しない上限の値とした。このようにして、角度αを決定することにより、第1埋め込み層42と第2埋め込み層44との接合界面S2の位置Pが定められる。角度αとして、例えば10度とすることができる。
Therefore, in the present embodiment, the angle α is set to an upper limit value at which the first embedded
また、光半導体素子10は、半導体レーザ11の長手方向の他方の端部からの出力光を入力し湾曲させて第2光導波路13aに光を伝搬する第2曲がり光導波路17bを有する。第2曲がり光導波路17bは、第1曲がり光導波路17aと同様の構造を有する。従って、上述した第1曲がり光導波路17aに対する説明は、第2曲がり光導波路17bに対しても適宜適用される。
In addition, the
次に、光結合器15について説明する。光結合器15は、入力した2つの光を干渉させて、位相差に応じた光強度を有する光を出力する。光結合器15としては、例えば、2つの入力ポート及び2つの出力ポートを有する多モード干渉結合器を用いることができる。光結合器15の断面構造は、上述した第1曲がり光導波路17aと同様である。なお、光結合器15として、2つの入力ポート及び1つの出力ポートを有する多モード干渉結合器を用いても良い。
Next, the
また、図1に示すように、光半導体素子10は、基板30に形成され、第1光導波路12aの出力光を入力し、伝搬方向を曲げて光結合器15に光を伝搬する第3曲がり光導波路18aを備える。また、光半導体素子10は、基板30に形成され、第2光導波路13aの出力光を入力し、伝搬方向を曲げて光結合器15に光を伝搬する第4曲がり光導波路18bを備える。
As shown in FIG. 1, the
光半導体素子10は、光結合器15の出力ポートから光を入力し、外部に光を出力する第5及び第6光導波路19a、19bを有する。第5及び第6光導波路19a、19bの露出した端面は、例えば、無反射コーティングされることが好ましい。
The
第3及び第4曲がり光導波路18a、18b、並びに第5及び第6光導波路19a、19bの断面構造は、上述した第1曲がり光導波路17aと同様である。
The cross-sectional structures of the third and fourth bent
上述した第2埋め込み領域B2には、第3及び第4曲がり光導波路18a、18bと、第5及び第6光導波路19a、19bと、が第2埋め込み層44により埋め込まれている。
In the above-described second embedded region B2, the third and fourth bent
また、上述した第1位相変調部12及び第2位相変調部13と、光結合器15と、第3及び第4曲がり光導波路18a、18bと、第5及び第6光導波路18a、18bと、により同一基板30上に半導体光変調器が形成される。
Further, the first
次に、上述した本実施形態の光半導体素子10の好ましい製造方法の一例を、図面を参照して、以下に説明する。
Next, an example of a preferable method for manufacturing the above-described
まず、図6に示すように、基板30上に、下クラッド層31が形成される。下クラッド層31の形成方法としては、例えば、有機金属化学気相成長(MOCVD)法によるエピタキシャル成長を用いることができる。後述する回折格子層32から第1上クラッド層36も、同様に、MOCVD法を用いて形成され得る。基板30の形成材料には、例えば、n−InPを用いることができる。下クラッド層31は、例えば、形成材料にn−InPを用いて、厚さは200nmとすることができる。
First, as shown in FIG. 6, the
そして、下クラッド層31上に、回折格子層32が形成される。回折格子層32の形成材料には、例えば組成波長が1.2μmであるn−InGaAsPを用いることができる。回折格子層32の厚さは、例えば70nmとすることができる。また、回折格子層32の半導体レーザとなる領域には、例えば、光の伝搬方向に約240nm周期を有する回折格子が、電子ビーム(EB)露光及びドライエッチングを用いて形成される。また、回折格子層32の半導体レーザとなる領域の長手方向の中央部には、λ/4位相シフトが形成される。なお、回折格子層32の半導体レーザとならない領域には、回折格子は形成されない。
A
そして、回折格子層32上に、スペーサ層33が形成される。スペーサ層33は、例えば、形成材料にn−InPを用いて、厚さは100nmとすることができる。
Then, the
そして、スペーサ層33上に半導体レーザのコア層34が形成される。コア層34は、多層量子井戸(MQW)活性層と、このMQW活性層の上下に配置されるSCH層とにより形成される。MQW活性層は、例えば、形成材料にi−InGaAsPを用いて、厚さが15nmのバリア層と厚さが5nmの井戸層とが8周期積層されて形成され、PL発光波長を1.55μmとすることができる。SCH層それぞれの内側には、バリア層が配置される。SCH層は、例えば、形成材料に組成波長が1.15μmであるi−InGaAsPを用いて、厚さは12.5nmとすることができる。
Then, the
そして、半導体レーザのコア層34上に、第1上クラッド層36が形成される。第1上クラッド層36は、例えば、形成材料にp−InPを用いて、厚さは200nmとすることができる。
A first
次に、図7に示すように、フォトリソグラフィー等の技術を用いて、第1上クラッド層36の半導体レーザとなる領域上にパターニングされた第1マスク層M1が形成される。第1マスク層M1は、例えば、形成材料にSiO2を用いることができる。第1マスク層M1の形成方法としては、例えば、化学気相成長(CVD)法を用いることができる。
Next, as shown in FIG. 7, a patterned first mask layer M <b> 1 is formed on the region of the first
次に、図8に示すように、第1マスク層M1をマスクとして、第1マスク層M1が形成されていない領域に対して、ウエットエッチング等を用いて、第1上クラッド層36及びコア層34が選択的に除去されて、スペーサ層33が露出する。
Next, as shown in FIG. 8, using the first mask layer M1 as a mask, the first
次に、図9及び図10に示すように、第1マスク層M1を選択成長マスクとして、第1マスク層M1が形成されていない領域のスペーサ層33上に、光導波路のコア層35と、第2上クラッド層37とが順番に形成される。コア層35及び第2上クラッド層37の形成方法としては、例えば、MOCVD法によるエピタキシャル成長を用いることができる。コア層35は、例えば、形成材料に組成波長が1.38μmであるi−InGaAsPを用いて、厚さは200nmとすることができる。第2上クラッド層37は、形成材料にp−InPを用いて、厚さは200nmとすることができる。このように、光導波路のコア層35は、半導体レーザのコア層34に対してバットジョイント成長されて、光導波路のコア層35と半導体レーザのコア層34との接合界面S1が形成される。そして、第1マスク層M1が除去される。
Next, as shown in FIGS. 9 and 10, using the first mask layer M1 as a selective growth mask, the
また、この光導波路のコア層35を含む光導波路構造が、将来、第1曲がり光導波路17a及び第2曲がり光導波路17bと、第1及び第2光導波路12a、13aと、光結合器15と、第3及び第4曲がり光導波路18a、18bと、第5及び第6光導波路19a、19bの光導波路構造を形成する。
Further, in the future, the optical waveguide structure including the
次に、図11に示すように、第1上クラッド層36及び第2上クラッド層37上に、第3上クラッド層38と、第1コンタクト層39とが、順番に形成される。第3上クラッド層38及び第1コンタクト層39の形成方法としては、例えば、MOCVD法を用いることができる。第3上クラッド層38は、例えば、形成材料にp−InPを用いて、厚さは1200nmとすることができる。第1コンタクト層39は、例えば、形成材料にp−InGaAsを用いて、厚さは300nmとすることができる。
Next, as shown in FIG. 11, a third
次に、図12に示すように、フォトリソグラフィー等の技術を用いて、第1コンタクト層39上に、パターニングされた第2マスク層M2が形成される。第2マスク層M2の形成材料には、SiO2を用いた。そして、第2マスク層M2をマスクとして、第2マスク層M2が形成されていない領域がエッチングにより除去されて、図13及び図14に示すようなメサ構造が形成される。エッチングの方法としては、例えば、ICP−RIEを用いることができる。このエッチングによって、表面から約3μmの厚さの部分が取り除かれてメサ構造が形成される。また、このエッチングにより、基板30の表面の一部も除去されている。図13には、半導体レーザを形成するメサ構造の図12のF−F線拡大断面図が示される。図14には、第1光導波路を形成するメサ構造の図12のG−G線拡大断面図が示される。図12に示すように、第1曲がり光導波路を形成するコア層は、第2マスク層M2と同様に曲がって形成される。
Next, as shown in FIG. 12, a patterned second mask layer M2 is formed on the
次に、図15及び図16に示すように、フォトリソグラフィー等の技術を用いて、メサ構造が形成された基板30上に、パターニングされた第3マスク層M3が形成される。第3マスク層M3の形成材料には、例えばSiNを用いることができる。第3マスク層M3が形成された領域が、将来第2埋め込み領域B2となる。また、第1及び第2曲がり光導波路を形成するメサ構造の部分に対しては、第3マスク層M3は、図5を用いて説明された位置Pの部分まで覆うように形成される。即ち、半導体レーザを形成するメサ構造の部分と、第1及び第2曲がり光導波路を形成するメサ構造の位置Pから半導体レーザ側の部分には、第3マスク層M3は形成されない。
Next, as shown in FIGS. 15 and 16, a patterned third mask layer M3 is formed on the
そして、図17に示すように、第2マスク層M2及び第3マスク層M3を選択成長マスクとして、第2マスク層M2及び第3マスク層M3が形成されていない領域上に、第1埋め込み層42が形成されて、基板30上のメサ構造が第1埋め込み層42により埋め込まれる。第1埋め込み層42の形成方法としては、例えば、MOCVD法を用いることができる。第1埋め込み層42の形成材料としては、例えば、半絶縁性のInP(SemiInsulating−InP)を用いることができる。この第1埋め込み層42が形成された部分が、第1埋め込み領域B1となる。
Then, as shown in FIG. 17, using the second mask layer M2 and the third mask layer M3 as a selective growth mask, the first buried layer is formed on the region where the second mask layer M2 and the third mask layer M3 are not formed. 42 is formed, and the mesa structure on the
そして、第2マスク層M2及び第3マスク層M3が除去される。これらのマスク層は、例えば、フッ酸系のエッチャントを用いて取り除かれる。 Then, the second mask layer M2 and the third mask layer M3 are removed. These mask layers are removed using, for example, a hydrofluoric acid-based etchant.
次に、基板30上の全面に、第1パッシベーション層43が形成される。第1パッシベーション層43の形成方法としては、例えば、CVD法を用いることができる。第1パッシベーション層43の形成材料には、例えば、SiO2を用いることができる。
Next, a
そして、図18に示すように、第1パッシベーション層43上に、第2埋め込み層44が形成されて、第2埋め込み領域B2のメサ構造が第2埋め込み層44により埋め込まれる。第2埋め込み層44の形成方法としては、例えば、スピンコート法を用いることができる。また、第2埋め込み層44の形成材料としては、例えば、ベンゾシクロブテン(Benzocyclobutene:BCB)のような低屈折率材料を用いることができる。そして、BCBがスピンコートされた基板30には、適切な熱処理が施される。ここで、図18は、図16に示す位置に対応する断面構造である。
Then, as shown in FIG. 18, the second buried
また、図19に示すように、第1埋め込み領域B1に含まれる第1埋め込み層42上にも、第1パッシベーション層43を介して、第2埋め込み層44が形成される。図19は、図17に示す位置に対応する断面構造である。
As shown in FIG. 19, the second buried
次に、基板30上の全面に、第2パッシベーション層45が形成される。第2パッシベーション層45の形成方法としては、例えば、プラズマCVDを用いることができる。また、第2パッシベーション層45の形成材料としては、例えばSiNを用いることができる。
Next, a
そして、レーザ駆動電極と、第1及び第2位相変調電極とが形成される領域に開口を有するパターニングされた第4マスク層M4が形成され、この第4マスク層M4を用いて、開口に露出している第2パッシベーション層45が、ウエットエッチング等により除去される。第4マスク層M4の形成材料としては、例えば、フォトレジストを用いることができる。
Then, a patterned fourth mask layer M4 having an opening is formed in a region where the laser driving electrode and the first and second phase modulation electrodes are formed, and the fourth mask layer M4 is used to expose the opening. The
続けて、レーザ駆動電極と、第1及び第2位相変調電極とが形成される領域に露出している第2埋め込み層44の部分が、ICP−RIE等のドライエッチングを用いて除去されて、第1パッシベーション層43が露出する。この状態の断面図として、図20に、図15のH−H線に対応する位置における拡大断面図を示し、図21に、図15のI−I線に対応する位置における拡大断面図を示す。
Subsequently, the portion of the second embedded
次に、レーザ駆動電極と第1及び第2位相変調電極とが形成される領域の第4マスク層M4の開口に露出している第1パッシベーション層43の部分が、ウエットエッチング等を用いて除去されて、メサ構造の第1コンタクト層39が露出する。
Next, the portion of the
そして、基板30上の全面に、第1電極40が形成される。第1電極40は、レーザ駆動電極と第1及び第2位相変調電極が形成される領域の第4マスク層M4の開口では、第1コンタクト層39上に形成される。第1電極40は、例えば、真空蒸着法を用いて、Au/Zn/Au膜として形成される。そして、第4マスク層M4上に形成された第1電極40の部分は、第4マスク層M4と共に除去される。
Then, the
そして、基板30上の全面に、第2電極41が形成される。第2電極41は、例えば、スパッタリング法を用いて、Ti/Pt/Au膜として形成される。そして、この第2電極41上に、レーザ駆動電極と、第1及び第2位相変調電極とが形成される領域に開口を有するマスクパターン(図示せず)が形成される。そして、第2電極41を電極として、マスクパターンの開口に露出する第2電極41上の部分に導電層がメッキされる。この導電層の形成材料としては、Auを用いることができる。そして、マスクパターンが除去された後、メッキにより形成された導電層をマスクとして、ドライエッチング等を用いて、導電層が形成されていない領域の第2電極41の部分が除去される。
Then, the
このようにして、レーザ駆動電極となる領域にメッキされた導電層の部分がレーザ駆動電極となり、第1及び第2位相変調電極となる領域にメッキされた導電層の部分が第1及び第2位相変調電極となる。 Thus, the portion of the conductive layer plated in the region to be the laser drive electrode becomes the laser drive electrode, and the portion of the conductive layer plated in the region to be the first and second phase modulation electrodes is the first and second. It becomes a phase modulation electrode.
このようにして、図1〜図4及び図6に示す構造が形成される。 In this way, the structure shown in FIGS. 1 to 4 and 6 is formed.
そして、基板30の裏面(電極等が形成されている面の反対側の面)が、基板30の厚さが150μm程度となるように研磨され、裏面上の全面に、例えば、真空蒸着法により、AuGe/Au膜が形成される。そして、このAuGe/Au膜上に、フォトレジストを用いて適宜パターニングされた開口を有するマスクパターンが形成された後、開口に露出したAuGe/Auの部分にAuメッキが形成されて、下部電極が形成される。その後、マスクパターンが除去された基板30に対して、適宜熱処理が行われて、基板30の表面及び裏面にオーミック性の良好なコンタクトが得られて、図1に示す光半導体素子が完成される。
Then, the back surface of the substrate 30 (the surface opposite to the surface on which the electrodes and the like are formed) is polished so that the thickness of the
上述した本実施形態の光半導体素子10によれば、半導体レーザ11及び半導体光変調器が同一基板に形成され、且つ寸法が低減される。具体的には、光半導体素子10は、従来の半導体MZ光変調器が有する光分岐器を備えないので、長手方向の寸法が低減される。また、半導体レーザ11が、第1位相変調部12及び第2位相変調部13の長手方向の一方の端部側に、直交するように配置されるので、長手方向の寸法が更に低減される。
According to the
また、光半導体素子10によれば、その長手方向の寸法が低減することにより、一枚の基板から製造され得る素子の個数が増加する。
Further, according to the
更に、光半導体素子10によれば、その長手方向の寸法が低減することにより、素子の縦横比(アスペクト比)が低減するので、素子の製造における歩留りが向上する。
Furthermore, according to the
また、光半導体素子10によれば、上述したように、通常のMZ光変調器が備える分岐用の光分岐器が不要となる。通常、MZ光変調器は、入力光を2つの光導波路に分岐する光分岐器を備える。高い消光比を得るためには、入力光が2つの光導波路に分岐される光分岐比を0.5として、同じ光強度で分岐されることが望ましい。このような分岐比を用いると、各光導波路を伝搬した伝搬光が干渉して合波した光信号では、理想的には光強度がゼロのオフ状態が実現される。しかし、MZ光変調器は、製造工程の変動等によって、光分岐器の光分岐特性のばらつきを有しており、入力光が2つの光導波路に分岐される光分岐比が0.5からずれる場合がある。また、光分岐器は、光の分岐比に対する波長依存性を有する。
Further, according to the
一方、光半導体素子10では、入力光を2つの光導波路に分岐する光分岐器を備えていないので、この光分岐器が発生し得る光損失又は分岐比の波長依存性が生じないため、この光分岐器に起因する問題を有さない。
On the other hand, since the
また、光半導体素子10によれば、半導体レーザ11の対向する端部それぞれから出力する光強度を調整することにより、第1光導波路12a及び第2光導波路13aに出力する光の分岐比を調整することもできる。出力光の強度の調整は、例えば、半導体レーザ11の内部構造の設計、又は半導体レーザ11の外部に利得または損失領域を配置することにより行うことができる。このようにして、光の分岐比を調整することにより、消光比が改善される。また、光の分岐比を調整することにより、チャープ制御の際に生じる光の損失差が補償される。このようにして、光半導体素子10は、伝送特性を向上する。
Further, according to the
また、光半導体素子10によれば、半導体レーザ11の対向する端部それぞれから出力する光を用いることにより、半導体レーザの一方の端部から出力する光のみを利用する場合と比べて、半導体レーザ11に注入した電力を有効に活用することができる。従って、半導体レーザの消費電力が低減される。
Further, according to the
次に、上述した第1実施形態の光半導体素子の変形例を、図面を参照して、以下に説明する。 Next, modifications of the optical semiconductor device of the first embodiment described above will be described below with reference to the drawings.
図22は、第1実施形態の光半導体素子の変形例1を示す図である。 FIG. 22 is a diagram illustrating a first modification of the optical semiconductor device according to the first embodiment.
図22に示すように、変形例1の光半導体素子10aは、第1位相変調部12及び第2位相変調部13それぞれが、基板30に形成された位相調整部23を有する。位相調整部23は、第1光導波路12aの第1曲がり光導波路17a側の部分と、第2光導波路13aの第2曲がり光導波路17b側の部分と、位相調整電極23aとにより形成される。
As shown in FIG. 22, in the
位相調整部23は、位相調整電極23aに電圧を印加することにより、第1光導波路12a又は第2光導波路13a内を伝搬する光の位相を、第1位相変調電極12b又は第2位相変調電極13bによる変調とは独立して制御することができる。
The
光導波路の幅等には、加工精度によるズレが生じる場合がある。このような寸法のズレによって、第1光導波路12aに入射する光と、第2光導波路13aに入射する光との間には、位相差が生じる。
The width of the optical waveguide may be shifted due to processing accuracy. Due to such a displacement, a phase difference occurs between the light incident on the first
そこで、変形例1では、第1位相変調部12及び第2位相変調部13それぞれに位相調整部23を配置して、第1光導波路12aに入射する光と、第2光導波路13aに入射する光との間の位相差が調整される。
Therefore, in the first modification, the
変形例1の光半導体素子10aのように、第1位相変調部12及び第2位相変調部13それぞれに位相調整部23を配置することを、他の実施形態又はその変形例に適用しても良い。
The arrangement of the
なお、変形例1では、位相調整部23は、第2埋め込み領域B2に形成されているが、位相調整部23は、第1埋め込み領域B1に形成されても良い。
In the first modification, the
また、位相調整部23は、電流注入によるプラズマ効果を利用して、光の位相調整を行っても良い。
Further, the
また、変形例1では、位相調整部23が、第1位相変調部12及び第2位相変調部13それぞれに配置されていたが、位相調整部23は、第1位相変調部12又は第2位相変調部13の何れか一方に配置されても良い。
In the first modification, the
また、位相調整部23は、第1位相変調部12及び第2位相変調部13それぞれと、光結合器15との間に配置されても良い。
Further, the
図23は、第1実施形態の光半導体素子の変形例2を示す図である。 FIG. 23 is a diagram illustrating a second modification of the optical semiconductor device according to the first embodiment.
変形例2の光半導体素子10bは、第1及び第2光導波路12a、13aの形状が、上述した第1実施形態とは異なっている。
In the
即ち、第1光導波路12aは、光半導体素子10の半導体レーザ11側の端部から、長手方向に沿って光結合器15側の端部に向かって直線状に延びた後、光半導体素子10の幅方向の内方に向かって斜めに延びて、第3曲がり光導波路18aと接続する。
That is, the first
第2光導波路13aは、光半導体素子10の幅方向の中心軸に対して、第1光導波路12aと線対称に形成される。
The second
なお、変形例2及び上述した第1実施形態における第1及び第2光導波路12a、13aの形状の形状は、一例であり、他の形状を有していても良い。
In addition, the shape of the shape of the 1st and 2nd
次に、本明細書に開示する第2から第4実施形態の光半導体素子を、図面を参照しながら以下に説明する。第2から第4実施形態について特に説明しない点については、上述の第1実施形態に関して詳述した説明が適宜適用される。また、図24〜図28において、図1〜図23と同じ形成要素に同じ符号を付してある。 Next, optical semiconductor elements according to second to fourth embodiments disclosed in the present specification will be described below with reference to the drawings. Regarding points that are not particularly described in the second to fourth embodiments, the description in detail regarding the first embodiment is applied as appropriate. Further, in FIGS. 24 to 28, the same reference numerals are given to the same forming elements as those in FIGS.
図24は、本明細書に開示する光半導体素子の第2実施形態を示す図である。 FIG. 24 is a diagram illustrating a second embodiment of the optical semiconductor element disclosed in this specification.
本実施形態の光半導体素子50は、半導体レーザ11の一方の端部と第1位相変調部12との間、及び半導体レーザ11の他方の端部と第2位相変調部13との間に、半導体レーザ11からの出力光を入力し強度を調整して出力する利得調整部27を備える。利得調整部27は、半導体レーザ11と同様に、基板30に形成される。
The
利得調整部27は、半導体レーザ11のレーザメサ部11aが延出して形成された利得調整メサ部27aと、この利得調整メサ部27aに電流を注入する利得調整電極27bとを有する。利得調整メサ部27aの回折格子層32の部分には、回折格子は形成されない。
The
利得調整部27は、利得調整電極27bに電流を注入することにより、半導体レーザ11の出力光の強度を増加する。一方、利得調整部27は、利得調整電極27bに電流を注入しないことにより、半導体レーザ11の出力光を吸収して、出力光の強度を減少させる。
The
光半導体素子50は、利得調整部27を用いて、半導体レーザ11からの2つの出力光の強度それぞれを調整することができる。
The
利得調整部27からの出力光は、第1曲がり光導波路17a又は第2曲がり光導波路17bに入力される。
The output light from the
そして、光半導体素子50は、利得調整部27を用いて、良好な消光比を確保しつつ、チャープ制御を行うことができる。以下に、利得調整部27を用いたチャープ制御について、図面を参照して説明する。
The
長距離を光伝送された光信号は、伝送路の波長分散の影響を受けて波形劣化が生じてしまう。そのため、MZ光変調器では、波長分散を補償するために、変調時に意図的に出力光に周波数変動を起こさせるチャープ制御を利用して、伝送後の光信号波形の劣化を抑える技術が用いられている。この技術は、プリチャーピング法とも呼ばれる。 Optical signals transmitted over long distances are subject to waveform degradation under the influence of wavelength dispersion in the transmission path. For this reason, in the MZ optical modulator, in order to compensate for chromatic dispersion, a technique for suppressing degradation of the optical signal waveform after transmission by using chirp control that intentionally causes frequency fluctuation in the output light during modulation is used. ing. This technique is also called a pre-chirping method.
光半導体素子50において、チャープ制御は、例えば、第2光導波路13aを伝搬する伝搬光の位相変化量を、第1光導波路12aを伝搬する伝搬光のものよりも大きくすることによって行われる。
In the
図25は、位相変調電圧と位相変化量及び損失量との関係を示す図である。 FIG. 25 is a diagram illustrating the relationship between the phase modulation voltage, the phase change amount, and the loss amount.
図25に示すように、第2位相変調電極13bに印加する第2位相変調電圧V2の大きさは、第1位相変調電極12bに印加する第1位相変調電圧V1よりも大きい。第1位相変調電圧V1は、振幅電圧Vppで中心電圧値を中心に変化する。同様に、第2位相変調電圧V2は、振幅電圧Vppで中心電圧値を中心に変化する。
As shown in FIG. 25, the magnitude of the second phase modulation voltage V 2 applied to the second
半導体光変調器では、変調電圧に対する屈折率変化量、即ち光の位相変化量が非線形関係にあるので、振幅電圧Vppが同じであっても、第2光導波路13aを伝搬する光の位相変化量φ2は、第1光導波路12aを伝搬する光の位相変化量φ1よりも大きくなる。
In the semiconductor optical modulator, since the refractive index change amount with respect to the modulation voltage, that is, the light phase change amount has a non-linear relationship, even if the amplitude voltage Vpp is the same, the phase change of the light propagating through the second
一方、光導波路を伝搬する光の損失量は、位相変調電圧の値が大きい方が大きくなる。 On the other hand, the amount of loss of light propagating through the optical waveguide increases as the value of the phase modulation voltage increases.
従って、図25に示すように、位相変調電圧の値が大きい第2光導波路13aを伝搬する光の損失量α2は、第1光導波路12aを伝搬する光の損失量α1よりも大きくなるので、チャープ制御により、消光比が悪くなる場合が生じる。
Therefore, as shown in FIG. 25, the loss amount α 2 of light propagating through the second
そこで、光半導体素子50では、チャープ制御により伝搬する光の損失量が増加する第2光導波路13aに入力する光の強度を、利得調整部27を用いて増加させて、第1光導波路12aを伝搬する光の強度と同等にすることにより、良好な消光比を確保できる。
Therefore, in the
このようにして、光半導体素子50は、良好な消光比を確保しつつ、チャープ制御を行うことができる。
In this manner, the
なお、光半導体素子50では、チャープ制御による光の損失量が少ない第1光導波路12aに入力する光の強度を、利得調整部27を用いて減少させて、第2光導波路13aを伝搬する光の強度と同等にすることにより、良好な消光比を確保しても良い。
In the
また、第1位相変調電極12bに印加する第1位相変調電圧V1の方が、第2位相変調電極13bに印加する第2位相変調電圧V2よりも大きい場合には、利得調整部27を用いて、第1光導波路12aに入力する光の強度を増加させれば良い。
When the first phase modulation voltage V 1 applied to the first
更に、光半導体素子50では、チャープ制御を行わない場合でも、光導波路の微妙な損失バランスを補償して良好な消光比を得るために、利得調整部27を用いても良い。
Further, in the
また、光半導体素子50は、第1位相変調部12及び第2位相変調部13それぞれが、基板30に形成された位相調整部23を有する。
In the
次に、第2実施形態の光半導体素子50の製造方法を以下に説明する。
Next, the manufacturing method of the
第2実施形態の光半導体素子50は、用いるマスクパターンの形状を除いては、上述した第1実施形態の光半導体素子10と同様に製造することができる。具体的には、光半導体素子50では、利得調整電極及び補助位相変調電極が追加されており、第1及び第2位相変調電極の形状が、第1実施形態とは異なっている。そこで、第1実施形態の光半導体素子10の製造に用いるマスクパターンを適宜変更すれば、上述した第1実施形態と同様に、第2実施形態を製造することができる。また、利得調整部の回折格子層には、回折格子は形成されない。
The
なお、上述した第2実施形態の光半導体素子50では、利得調整部27が半導体レーザ11の両側に配置されていたが、利得調整部は、半導体レーザ11のどちらか一方にのみ配置されても良い。また、利得調整部は、第1又は第2位相変調部の後ろに配置されても良い。
In the
図26は、本明細書に開示する光半導体素子の第3実施形態を示す図である。 FIG. 26 is a diagram illustrating a third embodiment of the optical semiconductor element disclosed in this specification.
本実施形態の光半導体素子60は、出力光の波長が可変な半導体レーザ24を備える。具体的には、半導体レーザ24として、超周期構造回折格子(Super Structure Grating:SSG)型DBRレーザ(以下、単にSSG−DBRともいう)を用いる。
The
半導体レーザ24は、図26に示すように、前方DBR領域24aと、位相調整領域24bと、利得領域24cと、後方DBR領域24dとを有する。また、半導体レーザ24は、前方DBR領域24aに電流を注入する第1駆動電極24eと、位相調整領域24bに電流を注入する第2駆動電極24fと、利得領域24cに電流を注入する第3駆動電極24gと、後方DBR領域24dに電流を注入する第4駆動電極24hとを有する。
As shown in FIG. 26, the
前方DBR領域24aと、位相調整領域24bと、利得領域24cと、後方DBR領域24dとは、基板30に直列に配置される。各領域を形成するレーザメサ部も、同様に直列に配置される。
The
前方DBR領域24aと、位相調整領域24bとは、コア層が一体に形成される。また、後方DBR領域24dを形成するコア層は、前方DBR領域24a及び位相調整領域24bと同じ材料により形成される。前方DBR領域24aと、位相調整領域24bと、後方DBR領域24dとを併せて屈折率制御領域ともいう。利得領域24cのコア層は、屈折率制御領域のコア層とは異なる材料により形成される。
The
SSG−DBR型レーザは、前方及び後方の2カ所のDBR領域を個別に制御することにより、バーニア効果を利用して広い波長可変動作が得られる。従って、光半導体素子60は、複数の波長で信号光を出力できる。
In the SSG-DBR type laser, a wide wavelength tunable operation can be obtained using the vernier effect by individually controlling the front and rear two DBR regions. Therefore, the
図26に示すように、第1曲がり光導波路17aは、後方DBR領域24dの一方の端面から第1光導波路12aに向かって円弧状に延びる。同様に、第2曲がり光導波路17bは、前方DBR領域24aの一方の端面から第2光導波路13aに向かって円弧状に延びる。
As shown in FIG. 26, the first bent
半導体レーザ24の長手方向の一方からの出力光は、後方DBR領域24dの一方の端面から、第1曲がり光導波路17aへ出力される。半導体レーザ24の長手方向の他方からの出力光は、前方DBR領域24aの一方の端面から、第2曲がり光導波路17bへ出力される。
The output light from one side of the
また、光半導体素子60は、第1位相変調部12及び第2位相変調部13それぞれが、基板30に形成された位相調整部23を有する。
In the
次に、第3実施形態の光半導体素子60の製造方法を以下に説明する。
Next, the manufacturing method of the
第3実施形態の製造方法は、半導体レーザ24の形成方法を除いては、上述した光半導体素子10の製造方法と同様である。そこで、半導体レーザ24の形成について、以下に説明する。
The manufacturing method of the third embodiment is the same as the manufacturing method of the
半導体レーザ24の形成方法と、上述した光半導体素子10の製造方法における半導体レーザ11の形成方法との大きな違いは、屈折率制御領域のコア層を利得領域24cのコア層に対してバットジョイント成長させること、及び、回折格子が前方DBR領域24a及び後方DBR領域24dには形成されるが、位相調整領域24bと利得領域24cには回折格子が形成されないことの2点となる。
The major difference between the method of forming the
具体的には、図6において、スペーサ層32上の全面に、利得領域24cのコア層及び第1上クラッド層36が形成された後に、利得領域24cが形成されるコア層の領域上のみにマスクパターンが形成される。そして、マスクパターンが形成されていない領域における第1上クラッド層36及び利得領域24cのコア層及びスペーサ層32が、エッチングにより除去される。そして、前方DBR領域24a及び後方DBR領域24dが形成される領域の回折格子層32の部分に、ドライエッチング等を用いて回折格子が形成される。そして、マスクパターンが形成されていない領域に、スペーサ層32と、屈折率制御領域のコア層と、第1上クラッド層36とが形成されて、利得領域24cのコア層に対して、屈折率制御領域のコア層がバットジョイント成長される。そして、半導体レーザ24が形成される領域に、マスクパターンが形成されて、このマスクパターンが形成されていない領域におけるコア層までが、ウエットエッチング等により除去される。そして、半導体レーザが形成される以外の領域上に、光導波路のコア層35及び第2上クラッド層37が形成される。その後の工程は、上述した製造方法と同様である。また、第3実施形態の半導体レーザ24の駆動電極及び補助位相変調電極の形成に関しては、マスクパターンを適宜変更すれば良い。
Specifically, in FIG. 6, after the core layer of the
また、光半導体素子60では、曲がり光導波路等の受動的な光導波路のコア層が、屈折率制御領域のコア層を用いて形成されても良い。
In the
図27は、本明細書に開示する光半導体素子の第4実施形態を示す図である。図28は、図27のJ−J’線拡大断面図である。 FIG. 27 is a diagram illustrating a fourth embodiment of the optical semiconductor element disclosed in this specification. FIG. 28 is an enlarged sectional view taken along line J-J ′ of FIG. 27.
本実施形態の光半導体素子70は、第1位相変調部12及び第2位相変調部13が、直列に配置されている。また、半導体レーザ24は、直列に配置された第1位相変調部12及び第2位相変調部13と並列に配置される。半導体レーザ24は、上述した第3実施形態と同様に、SSG−DBR型レーザである。
In the
半導体レーザ24の長手方向の両端部の外側それぞれには、利得調整部27と位相調整部23が順番に直列に配置される。利得調整部27及び位相調整部23は、半導体レーザ24と共に、直列に配置された第1位相変調部12及び第2位相変調部13と並列に配置される。
A
半導体レーザ24と、2つの利得調整部27と、2つの位相調整部23とをあわせた長さは、第1光導波路12aと第2光導波路13aとをあわせた長さにほぼ等しい。
The combined length of the
半導体レーザ24の長手方向の一方の端面からの出力光は、利得調整部27及び位相調整部23を通過して、第1曲がり光導波路17aに出力される。同様に、半導体レーザ24の長手方向の他方の端面からの出力光は、利得調整部27及び位相調整部23を通過して、第2曲がり光導波路17bに出力される。
The output light from one end face in the longitudinal direction of the
図27に示すように、第1曲がり光導波路17aは、半導体レーザ24の一方の側に位置する位相調整部23の端面から第1光導波路12aに向かって円弧状に延びる。同様に、第2曲がり光導波路17bは、半導体レーザ24の他方の側に位置する位相調整部23の端面から第2光導波路13aに向かって円弧状に延びる。
As shown in FIG. 27, the first bent
利得調整部27における利得調整メサ部27aのコア層は、前方DBR領域24a又は後方DBR領域24dのコア層とバットジョイント接合されている。利得調整メサ部27aのコア層は、半導体レーザ24の利得領域24cのコア層と同じ材料により形成される。
The core layer of the gain
位相調整部23におけるメサ構造のコア層は、利得調整部27における利得調整メサ部27aのコア層とバットジョイント接合されている。位相調整部23におけるメサ構造のコア層は、半導体レーザ24の屈折率制御領域のコア層と同じ材料により形成される。
The core layer of the mesa structure in the
第1曲がり光導波路17aは、入力側のコア層から光を入力し、湾曲させて出力側のコア層へ光を伝搬するコア層を有する。
The first bent
第1曲がり光導波路17aを形成するコア層の入力側の位相調整部23側の部分は、入力側の位相調整部23のコア層と一体に形成される。一方、第1曲がり光導波路17aのコア層の出力側の第1光導波路17a側の部分は、出力側の第1光導波路12aのコア層と一体に形成される。
The part on the input side
図28に示すように、第1曲がり光導波路17aの途中の位置に、入力側の位相調整部23のコア層34aと出力側の第1光導波路12aのコア層35との接合界面S3が形成される。
As shown in FIG. 28, a junction interface S3 between the
光半導体素子70では、異なるコア層34a、35の接合界面S3を、第1曲がり光導波路17aの途中の位置に配置して、接合界面S3における反射により第1曲がり光導波路17a内を半導体レーザ24の方へ戻る光の量を低減している。
In the
また、第1埋め込み層42と第2埋め込み層44との接合界面S2は、上述した第1実施形態と同様に、第1曲がり光導波路17aの途中の位置に配置される。
Further, the joint interface S2 between the first buried
光半導体素子70では、第2曲がり光導波路17bも第1曲がり光導波路17aと同様に形成されており、上述した第1曲がり光導波路17aに関する説明は、第2曲がり光導波路17bに対しても適宜適用される。
In the
第3曲がり光導波路18aは、第1光導波路12aの出力光を入力し、伝搬方向を曲げて光を光結合器15に伝搬する。同様に、第4曲がり光導波路18bは、第2光導波路13aの出力光を入力し、伝搬方向を180度曲げて光を光結合器15に伝搬する。
The third bent
第5及び第6光導波路19a、19bは、第2光導波路13aと並列に配置され、第2光導波路13aの長手方向に延びている。
The fifth and sixth
次に、第4実施形態の光半導体素子70の製造方法を以下に説明する。
Next, the manufacturing method of the
第4実施形態の製造方法は、下記の点を除いては、上述した第3実施形態の光半導体素子の製造方法と同様である。そこで、異なる点について、以下に説明する。 The manufacturing method of the fourth embodiment is the same as the manufacturing method of the optical semiconductor element of the third embodiment described above, except for the following points. Therefore, different points will be described below.
利得調整部27のコア層は、半導体レーザ24の利得領域24cのコア層と同時に形成される。また、位相調整部23のコア層は、半導体レーザ24の屈折率制御領域のコア層と同時に形成される。
The core layer of the
また、利得領域24cのコア層に対して、屈折率制御領域のコア層がバットジョイント成長された後には、半導体レーザ24と利得調整部27と位相調整部23とが形成される領域並びに第1及び第2曲がり光導波路における位相調整部側の部分(図27の接合界面S3が形成される部分まで)に、マスクパターンが形成されて、このマスクパターンが形成されていない領域におけるコア層までが、ウエットエッチング等により除去される。そして、半導体レーザ24と利得調整部27と位相調整部23とが形成される領域並びに第1及び第2曲がり光導波路における位相調整部側の部分が形成される部分以外の領域上に、光導波路のコア層35及び第2上クラッド層37が形成される。その後の工程は、上述した製造方法と同様である。
Further, after the core layer of the refractive index control region is butt-joint grown with respect to the core layer of the
上述した本実施形態の光半導体素子70によれば、寸法が低減される。具体的には、直列に配置された第1位相変調部12及び第2位相変調部13と、直列に配置された半導体レーザ24及び利得調整部27及び位相調整部23とを、並列に配置することにより、幅方向の寸法が低減される。
According to the
なお、利得調整部27の位置と位相調整部23の位置とは入れ替えられても良い。また、利得調整部27又は位相調整部23は、第1光導波路12a又は第2光導波路13aと直列に配置されても良い。また、光結合器15並びに第5及び第6光導波路19a、19bを、光半導体素子70の長手方向の反対側に配置させて、出力光を反対側から出力させても良い。
The position of the
光半導体素子70のように、第1曲がり光導波路17aの途中に、入力側のコア層と一体に形成された光導波路のコア層と、出力側のコア層と一体に形成された光導波路のコア層との接合界面を配置することを、他の実施形態又はその変形例に適用しても良い。
Like the
以上の上述した各実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。 Regarding the above-described embodiments, the following additional notes are disclosed.
(付記1)
基板に形成され、対向する端部それぞれから光を出力する半導体レーザと、
前記基板に形成され、前記半導体レーザの一方の端部からの出力光が入力される第1光導波路を有する第1位相変調部と、
前記基板に形成され、前記半導体レーザの他方の端部からの出力光が入力される第2光導波路を有する第2位相変調部と、
前記基板に形成され、前記第1光導波路及び前記第2光導波路からの出力光を結合して出力する光結合器と、
を備える光半導体素子。
(Appendix 1)
A semiconductor laser that is formed on the substrate and outputs light from each of the opposing ends;
A first phase modulation unit formed on the substrate and having a first optical waveguide to which output light from one end of the semiconductor laser is input;
A second phase modulator having a second optical waveguide formed on the substrate and into which output light from the other end of the semiconductor laser is input;
An optical coupler formed on the substrate and configured to combine and output output light from the first optical waveguide and the second optical waveguide;
An optical semiconductor device comprising:
(付記2)
前記半導体レーザの一方の端部と前記第1位相変調部との間に、又は前記半導体レーザの他方の端部と前記第2位相変調部との間に、前記基板に形成され、前記半導体レーザからの出力光を入力し強度を調整して出力する利得調整部を備える付記1に記載の光半導体素子。
(Appendix 2)
The semiconductor laser is formed on the substrate between one end of the semiconductor laser and the first phase modulator, or between the other end of the semiconductor laser and the second phase modulator. The optical semiconductor device according to
(付記3)
前記半導体レーザは、第1埋め込み層により埋め込まれた第1メサ部を有し、
前記第1光導波路及び前記第2光導波路は、前記第1光導波路及び前記第2光導波路のコア層よりも屈折率が小さい第2埋め込み層により埋め込まれており、
前記基板に形成され、光を入力し伝搬方向を曲げて光を伝搬する曲がり光導波路を備え、
前記曲がり光導波路の入力側の部分は、前記第1埋め込み層により埋め込まれており、前記曲がり光導波路の出力側の部分は、前記第2埋め込み層により埋め込まれており、前記曲がり光導波路の途中の位置に、前記第1埋め込み層と前記第2埋め込み層との接合界面が形成される付記1又は2に記載の光半導体素子。
(Appendix 3)
The semiconductor laser has a first mesa portion embedded by a first embedded layer,
The first optical waveguide and the second optical waveguide are embedded by a second embedded layer having a refractive index smaller than that of the core layer of the first optical waveguide and the second optical waveguide,
Formed on the substrate, comprising a bent optical waveguide that inputs light and bends the propagation direction to propagate the light,
An input side portion of the bent optical waveguide is embedded by the first embedded layer, and an output side portion of the bent optical waveguide is embedded by the second embedded layer. 3. The optical semiconductor device according to
(付記4)
前記基板に形成され、入力側のコア層から光を入力し、湾曲させて出力側のコア層へ光を伝搬するコア層を有する曲がり光導波路を備え、
前記曲がり光導波路のコア層の入力側の部分は、前記入力側のコア層と一体に形成され、
前記曲がり光導波路のコア層の出力側の部分は、前記出力側のコア層と一体に形成され、
前記曲がり光導波路の途中の位置に、前記入力側のコア層と前記出力側のコア層の接合界面が形成される付記1又は2に記載の光半導体素子。
(Appendix 4)
A bent optical waveguide formed on the substrate, having a core layer that inputs light from the core layer on the input side, propagates the light to the core layer on the output side, and is bent;
The input side portion of the core layer of the bent optical waveguide is formed integrally with the input side core layer,
The output side portion of the core layer of the bent optical waveguide is formed integrally with the output side core layer,
The optical semiconductor element according to
(付記5)
前記曲がり光導波路として、
前記基板に形成され、前記半導体レーザの一方の端部からの出力光を入力し湾曲させて前記第1光導波路に光を伝搬する第1曲がり光導波路と、
前記基板に形成され、前記半導体レーザの他方の端部からの出力光を入力し湾曲させて前記第2光導波路に光を伝搬する第2曲がり光導波路と、
を備える付記3又は4に記載の光半導体素子。
(Appendix 5)
As the bent optical waveguide,
A first bent optical waveguide formed on the substrate and configured to input and bend the output light from one end of the semiconductor laser and to propagate the light to the first optical waveguide;
A second bent optical waveguide formed on the substrate and configured to input and bend the output light from the other end of the semiconductor laser and to propagate the light to the second optical waveguide;
The optical semiconductor element according to
(付記6)
前記第1位相変調部及び前記第2位相変調部は、並列に配置されており、
前記半導体レーザは、並列に配置された前記第1位相変調部及び前記第2位相変調部の一方の端部側に配置される付記1から5の何れかに記載の光半導体素子。
(Appendix 6)
The first phase modulation unit and the second phase modulation unit are arranged in parallel,
The optical semiconductor element according to any one of
(付記7)
前記半導体レーザの長手方向は、並列に配置された前記第1位相変調部及び前記第2位相変調部の長手方向と交差する方向にある付記6に記載の光半導体素子。
(Appendix 7)
The optical semiconductor element according to appendix 6, wherein a longitudinal direction of the semiconductor laser is in a direction intersecting with longitudinal directions of the first phase modulation unit and the second phase modulation unit arranged in parallel.
(付記8)
前記第1位相変調部及び前記第2位相変調部は、直列に配置されており、
前記半導体レーザは、直列に配置された前記第1位相変調部及び前記第2位相変調部と並列に配置される付記1から5の何れか一項に記載の光半導体素子。
(Appendix 8)
The first phase modulation unit and the second phase modulation unit are arranged in series,
6. The optical semiconductor device according to
(付記9)
前記第1位相変調部及び前記第2位相変調部それぞれは、位相調整部を有する付記1〜8の何れか一項に記載の光半導体素子。
(Appendix 9)
The optical semiconductor element according to any one of
(付記10)
前記半導体レーザは、波長が可変である付記1から9の何れか一項に記載の光半導体素子。
(Appendix 10)
The optical semiconductor element according to any one of
10、50、60、70 光半導体素子
11 半導体レーザ
11a レーザメサ部
11b レーザ駆動電極
12 第1位相変調部
12a 第1光導波路
12b 第1位相変調電極
13 第2位相変調部
13a 第2光導波路
13b 第2位相変調電極
15 光結合器
17a 第1曲がり光導波路
17aa 第1曲がり光導波路のメサ部
17b 第2曲がり光導波路
18a 第3曲がり光導波路
18b 第4曲がり光導波路
19a 第5光導波路
19b 第6光導波路
23 位相調整部
23a 位相調整電極
24 半導体レーザ
24a 前方DBR領域
24b 位相調整領域
24c 利得領域
24d 後方DBR領域
24e 第1駆動電極
24f 第2駆動電極
24g 第3駆動電極
24h 第4駆動電極
存在しません
27 利得調整部
27a 利得調整メサ部
27b 利得調整電極
30 基板
31 下クラッド層
32 回折格子層
33 スペーサ層
34 半導体レーザのコア層
35 光導波路のコア層
36 第1上クラッド層
37 第2上クラッド層
38 第3上クラッド層
39 第1コンタクト層
40 第1電極
41 第2電極
42 第1埋め込み層
43 第1パッシベーション層
44 第2埋め込み層
45 第2パッシベーション層
B1 第1埋め込み領域
B2 第2埋め込み領域
S1、S3 コア層接合界面
S2 埋め込み接合界面
M1 第1マスク層
M2 第2マスク層
M3 第3マスク層
M4 第4マスク層
10, 50, 60, 70
Claims (6)
前記基板に形成され、前記半導体レーザの一方の端部からの出力光が入力される第1光導波路を有する第1位相変調部と、
前記基板に形成され、前記半導体レーザの他方の端部からの出力光が入力される第2光導波路を有する第2位相変調部と、
前記基板に形成され、前記第1光導波路及び前記第2光導波路からの出力光を結合して出力する光結合器と、
を備える光半導体素子。 A semiconductor laser that is formed on the substrate and outputs light from each of the opposing ends;
A first phase modulation unit formed on the substrate and having a first optical waveguide to which output light from one end of the semiconductor laser is input;
A second phase modulator having a second optical waveguide formed on the substrate and into which output light from the other end of the semiconductor laser is input;
An optical coupler formed on the substrate and configured to combine and output output light from the first optical waveguide and the second optical waveguide;
An optical semiconductor device comprising:
前記第1光導波路及び前記第2光導波路は、前記第1光導波路及び前記第2光導波路のコア層よりも屈折率が小さい第2埋め込み層により埋め込まれており、
前記基板に形成され、光を入力し伝搬方向を曲げて光を伝搬する曲がり光導波路を備え、
前記曲がり光導波路の入力側の部分は、前記第1埋め込み層により埋め込まれており、前記曲がり光導波路の出力側の部分は、前記第2埋め込み層により埋め込まれており、前記曲がり光導波路の途中の位置に、前記第1埋め込み層と前記第2埋め込み層との接合界面が形成される請求項1又は2に記載の光半導体素子。 The semiconductor laser has a first mesa portion embedded by a first embedded layer,
The first optical waveguide and the second optical waveguide are embedded by a second embedded layer having a refractive index smaller than that of the core layer of the first optical waveguide and the second optical waveguide,
Formed on the substrate, comprising a bent optical waveguide that inputs light and bends the propagation direction to propagate the light,
An input side portion of the bent optical waveguide is embedded by the first embedded layer, and an output side portion of the bent optical waveguide is embedded by the second embedded layer. 3. The optical semiconductor element according to claim 1, wherein a bonding interface between the first buried layer and the second buried layer is formed at the position of the optical semiconductor element.
前記曲がり光導波路のコア層の入力側の部分は、前記入力側のコア層と一体に形成され、
前記曲がり光導波路のコア層の出力側の部分は、前記出力側のコア層と一体に形成され、
前記曲がり光導波路の途中の位置に、前記入力側のコア層と前記出力側のコア層の接合界面が形成される請求項1又は2に記載の光半導体素子。 A bent optical waveguide formed on the substrate, having a core layer that inputs light from the core layer on the input side, propagates the light to the core layer on the output side, and is bent;
The input side portion of the core layer of the bent optical waveguide is formed integrally with the input side core layer,
The output side portion of the core layer of the bent optical waveguide is formed integrally with the output side core layer,
The optical semiconductor device according to claim 1, wherein a bonding interface between the input-side core layer and the output-side core layer is formed at a position in the middle of the bent optical waveguide.
前記基板に形成され、前記半導体レーザの一方の端部からの出力光を入力し湾曲させて前記第1光導波路に光を伝搬する第1曲がり光導波路と、
前記基板に形成され、前記半導体レーザの他方の端部からの出力光を入力し湾曲させて前記第2光導波路に光を伝搬する第2曲がり光導波路と、
を備える請求項3又は4に記載の光半導体素子。 As the bent optical waveguide,
A first bent optical waveguide formed on the substrate and configured to input and bend the output light from one end of the semiconductor laser and to propagate the light to the first optical waveguide;
A second bent optical waveguide formed on the substrate and configured to input and bend the output light from the other end of the semiconductor laser and to propagate the light to the second optical waveguide;
An optical semiconductor device according to claim 3 or 4, further comprising:
前記半導体レーザは、直列に配置された前記第1位相変調部及び前記第2位相変調部と並列に配置される請求項1から5の何れか一項に記載の光半導体素子。 The first phase modulation unit and the second phase modulation unit are arranged in series,
6. The optical semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor laser is arranged in parallel with the first phase modulation unit and the second phase modulation unit arranged in series.
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